Mendelian genetics (2)

1. PERSILANGAN MONOHIBRID

• Persilangan ini melibatkan satu sifat beda untuk dua individu yang disilangkan.

• Misalnya untuk sifat tinggi batang dll.

gen T = tinggi; gen t = pendek, maka pewarisannya: P ♂ Tinggi >< Pendek ♀

TT ttgamet T t

 F1 Tt (Tinggi)

 F1 >< F1 ♂ Tt >< Tt ♀

gamet T Tt t

 F2 TT : Tt : Tt : tt genotip

(Tinggi) (Tinggi) (Tinggi) (Pendek) fenotip 

Perbandingan genotip : TT : Tt : tt = 1 : 2 : 1Perbandingan fenotip : tinggi : pendek = 3 : 1

Hukum Mendel I (The law of segregation)

• Pembentukkan gamet pada persilangan monohibrid mengacu pada kaidah hukum Mendel I (The law of segregation of allelic genes): dalam suatu persilangan maka gen yang sealel akan dipisahkan secara bebas.

• Misalnya genotip Mm akan memiliki gamet M dan m.

Kesimpulan dr perkawinan monohibrid

• semua individu F1 adalah seragam• jika sifat dominasi penuh, maka F1 akan memiliki

fenotip sama seperti induk yang memiliki sifat dominan• pada waktu F1 membentuk gamet, terjadi pemisahan

alel, sehingga gamet hanya memiliki satu alel• jika sifat dominasi penuh, maka jika F1 heterozigot (Tt)

dikawinkan dengan sesamanya akan menghasilkan keturunan dengan perbandingan genotip 1TT : 2Tt : 1tt dan perbandingan fenotip 3 tinggi : 1 pendek

2. PERSILANGAN DIHIBRID

• : Persilangan yang melibatkan dua sifat beda untuk dua individu yang disilangkan.

• Misalnya untuk sifat warna dan ukuran.

• gen K = biji kuning• gen k = biji hijau• gen T = batang tinggi• gen t = batang pendek , maka pewarisannya adalah sebagai

berikut :•  • P ♂ Kuning, Tinggi >< Hijau, Pendek

♀• KKTT kktt• gamet KT kt•  • F1 KkTt• (Kuning, Tinggi)

F1 >< F1♂ KkTt >< KkTt♀

gamet K T K T• k t k t•  • gamet yang dibentuk:

KT, Kt, kT, kt KT, Kt, kT, kt•  Gunakan Punnet square untuk mengetahui

keturunan dari persilangan tersebut baik Genoti, Fenotip maupun rasionya

Gamet yang dibentuk?

Diagram persilangan dihibrid untuk sifat warna

dan bentuk biji

Gamet♂ GW Gw gW gwGamet♀

GW

GGWW GGWw GgWW GgWw

(kuning, (kuning, (kuning, (kuning,

halus) halus) halus) halus)

Gw

GGWw GGww GgWw Ggww

(kuning, (kuning, (kuning, (kuning,

halus) keriput) halus) keriput)

gW

GGWW GgWw ggWW ggWw

(kuning, (kuning, (hijau, (hijau,

halus) halus) halus) halus)

gw

GgWw Ggww ggWw GgWw

(kuning, (kuning, (hijau, (hijau,

halus) keriput) halus) keriput)

• menyatakan bahwa gen-gen dari sepasang alel memisah secara bebas ketika berlangsung pembelahan meiosis pada waktu pembentukan gamet-gamet dan akan terjadi pengelompokan gen secara bebas.

Hukum Mendel II (The law of independent assortment of genes).

3. PERSILANGAN TRIHIBRID

• Persilangan ini melibatkan tiga sifat beda untuk dua individu yang disilangkan.

• Misalnya untuk sifat warna biji, ukuran, tekstur biji.

 warna biji• gen K = biji kuning gen k = biji hijau

ukuran batang• gen T = batang tinggi gen t = batang pendek

bentuk biji• gen B = biji bulat gen b = biji keriput

• maka pewarisannya adalah:

• P Kuning, Tinggi, Bulat >< Hijau, Pendek, Keriput• KKTTBB kkttbb• gamet KTB ktb• F1 KkTtBb• (Kuning, Tinggi, Bulat)•  

Persilangan

Macam Jumlah Macam Macam Nisbah

Gamet Individu Fenotipe Genotipe Fenotipe

F1 F2 F2 F2 F2

Monohibrid 2 4 2 3 03:01

Dihibrid 4 16 4 9 9:3:3:1

Trihibrid8 

64 

8 

27 

27:9:9:9:

3:3:3:1

n hibrid 2n 4n 2n 3n (3:1)n

Formulasi matematika pada berbagai persilangan

Modifikasi Nisbah MendelPeristiwa kondominasi dapat dilihat misalnya pada pewarisan golongan darah sistem ABO pada manusia. Gen IA dan IB masing-masing menyebabkan terbentuknya antigen A dan antigen B di dalam eritrosit individu yang memilikinya. Pada individu dengan golongan darah AB (bergenotipe IAIB) akan terdapat baik antigen A maupun antigen B di dalam eritrositnya. Artinya, gen IA dan IB sama-sama diekspresikan pada individu heterozigot tersebut.Perkawinan antara laki-laki dan perempuan yang masing-masing memiliki golongan darah AB dapat digambarkan seperti pada diagram berikut ini.

IAIB x IAIB

1 IAIA (golongan dara A) 2 IAIB (golongan darah AB) 3 IBIB (golongan darah B)

Golongan darah A : AB : B = 1 : 2 : 1Diagram persilangan sesama individu bergolongan darah AB Diagram persilangan sesama individu bergolongan darah

AB

Gen LetalGen letal: gen yang dapat mengakibatkan kematian pada

individu homozigot. Kematian ini dapat terjadi pada masa embrio atau beberapa saat setelah kelahiran. Akan tetapi, adakalanya pula terdapat sifat subletal, yang menyebabkan kematian pada waktu individu yang bersangkutan menjelang dewasa.

Ada dua macam gen letal, yaitu gen letal dominan dan gen letal resesif. Gen letal dominan dalam keadaan heterozigot dapat menimbulkan efek subletal atau kelainan fenotipe, sedang gen letal resesif cenderung menghasilkan fenotipe normal pada individu heterozigot.

Epistasis

Modifikasi nisbah 9 : 3 : 3 : 1 disebabkan oleh peristiwa yang dinamakan epistatis, yaitu penutupan ekspresi suatu gen nonalelik. Jadi, dalam hal ini suatu gen bersifat dominan terhadap gen lain yang bukan alelnya,. Ada beberapa macam epistatis, masing-masing menghasilkan nisbah fenotipeyang berbeda pada generasi F2.

Epistatis dominanPada peristiwa epistatis dominan terjadi penitupan

ekspresi gen oleh suatu gen dominan yang bukan alelnya. Nisbah fenotipe pada generasi F2 dengan adanya epistatis

dominan adalah 12 : 3 : 1.

Epistatis resesif gandaApabila gen resesif dari suatu pasangan gen, katakanlah gen I, epistatis terhadap pasangan gen lain, katakanlah gen II yang bukan alelnya, sementara gen resesif dari pasangan gen II ini juga epistatis terhadapa pasangan gem I, maka epistatis yang terjadi dinamakan epistatis resesif ganda. Epistatis ini menghasilkan nisbah fenotipe 9 : 7 pada generasi F2.

Epistatis Dominan GandaApabila gen dominan dari pasangan gen I epistatis

terhadap pasangan gen II yang bukan alelnya, sementara gen dominan dari pasangan gen II juga epistatis terhadap pasangan gen I, maka epistatis yang terjadi dinamakan epistatis dominan ganda. Epistatis ini menghasilkan nisbah fenotipe 15 : 1 pada generasi F2.

Epistatis dominan-resesifEpistatis dominan-resesif terjadi apabila gen

dominan dari pasangan gen I epistatis terhadap pasangan gen II yang bukan alelnya, sementara gen resesif dari pasangan gen II ini juga epistatis terhadap pasangan gen I. Epistatis ini menghasilkan nisbah fenotipe 13 : 3 pada generasi F2.

Pada Cucurbita pepo dikenal tiga macam bentuk buah, yaitu cakram, bulat dan lonjong. Gen yang mengatur pemunculan fenotipe tersebut ada dua pasang, masing-masing B dan b serta L dan l. Apabila pada suatu individu terdapat sebuah gen dominan dari salah satu pasangan gen tersebut, maka fenotipe yang mincul adalah bentuk bulat (B-II atau bbL-). Sementara itu, apabila sebuah atau dua buah gen dominan dari kedua pasangan gen tersebut berada pada suatu individu, maka fenotipe yang dihasilkan adalah bentuk buah cakram (B-L-). Adapaun fenotipe tanpa gen dominan (bbll) akan berupa buah berbentuk lonjong. Pewarisan sifat semacam ini dinamakan epistatis gen duplikat dengan efek komulatif.

Epistatis gen duplikat dengan efek komulatif

Selain mengalami berbagai modifikasi nisbah fenotipe karena adanya peristiwa aksi gen tertentu, terdapat pula penyimpangan semu terhadap hukum Mendel yang tidak melibatkan modifikasi nisbah fenotipe, tetapi menimbulkan fenotipe-fenotipe yang merupakan hasil kerjasama atau interaksi dua pasang gen nonalelik. Peristiwa semacam ini dinamakan interaksi gen.

Interaksi Gen

Peristiwa interaksi gen pertama kali dilaporkan oleh W.Bateson dan R.C. Punnet setelah mereka mengamati pola pewarisan bentuk jengger ayam. Dalam hal ini terdapat empat macam bentuk jengger ayam, yaitu mawar, kacang, walnut dan tunggal seperti dilihat pada gambar bentuk jengger ayam dari galur berbeda

• Contoh umum alel ganda pada tanaman ialah alel s, yang berperan dalam mempengaruhi strerilitas. • Ada dua macam sterilitas yang dapat disebabkan oleh alel

s, yaitu strerilitas sendiri (self strerility) dan sterilitas silang (cross sterility).• Mekanisme terjadinya sterilitas oleh alel s pada garis

besarnya berupa kegagalan pembentukan saluran serbuk sari (pollen tube) akibat adanya semacam reaksi antigen – antibodi antara saluran tersebut dan dinding pistil.

Alel ganda pada tanaman

• Pada kelinci terdapat alel ganda yang mengatur warna bulu. Alel ganda ini mempunyai empat anggota, yaitu C+, Cch, Ch, dan c, masing-masing untuk tipe liar, cincila, dan albino. • Tipe liar, atau sering disebut juga aoguti, ditandai oleh

pigmentasi penuh; cincilia ditandai oleh warna bulu kelabu keperak-perakan; himalayan berwarna putih dengan ujung hitam, terutama pada anggota badan. • Urutan dominasi keekpat alel tersebut adalah c+ > cch > ch > c dengan sifat dominasi penuh. Sebagai contoh, genotipe heterozigot cchc, akan mempunyai bulu tipe cincilia.

Alel ganda pada kelinci

Golongan darah sistem ABO pada manusia

Pada tahun 1900 K. Landsteiner menemukan lokus ABO pada manusia yang terdiri atas tiga buah alel, yaitu IA, IB, dan Io. Dalam keadaan heterozigot IA dan IB bersifat kondominan, sedang Io merupakan alel resesif. Genotipe dan fenotipe individu pada sistem ABO dapat dilihat pada tabel berikut ini :

Genotipe Fenotipe

IAIA atau IAI0 A

IBIB atau IBI0 B

IAIB AB

I0I0 O

Lokus ABO mengatur tipe glikolipid pada permukaan eritrosit dengan cara memberikan spesifikasi enzim yang mengkatalis pembentukan polisakarida di dalam eritrosit tersebut. Glikolipid yang dihasilkan akan menjadi penentu karakteristika reaksi antigenik terhadap antibodi yang terdapat di dalam serum darah. Antibodi adalah zat penangkal terhadap berbagai zat asing (antigen) yang masuk ke dalam tubuh.

Dengan adanya peluang reaksi antigen-antibodi dalam golongan darah manusia, maka dilihat dari kompabilitas golongan darah antara suami dan istri dapat dibedakan 2 macam perkawinan :• Perkawinan yang kompatibel, yaitu perkawinan yang tidak memungkinkan berlangsungnya reaksi antigen-antibodi

di antara ibu dan anak yang dihasilkan dari perkawinan tersebut.

• Perkawinan yang inkompatibel, perkawi nan yang memungkinkan berlangsungnya reaksi antigen-antibodi diantara ibu dan anak yang dihasilkan dari perkawinan tersebut.